Đặc Tính Kỹ Thuật Của Bơm Ly Tâm - Cấp II - Phần 3

4.3. Tốc độ tới hạn, sự cân bằng và rung

4.3.1. Tốc độ tới hạn

Trong các điều kiện vận hành, tốc độ tới hạn thực đầu tiên theo phương ngang của rôto khi được nối với truyền động đã được thỏa thuận ít nhất phải vượt quá 10% tốc độ liên tục lớn nhất cho phép, bao gồm cả tốc độ trượt của bơm được dẫn động bằng tua bin.

Đối với một số kiểu bơm (ví dụ, bơm nhiều cấp nằm ngang và thẳng đứng có nhiều ổ trục), tốc độ tới hạn đầu tiên có thể thấp hơn tốc độ vận hành khi có sự thỏa thuận giữa khách hàng và nhà sản xuất/nhà cung cấp. Phải có sự chú ý đặc biệt tới trường hợp khi bơm được dẫn động ở các tốc độ thay đổi.

4.3.2. Sự cân bằng và rung

4.3.2.1. Yêu cầu chung

Tất cả các bộ phận quay chính phải được cân bằng.

4.3.2.2. Bơm trục ngang

Rung chưa được lọc không được vượt quá các giới hạn rung khốc liệt được cho trong Bảng 1 khi được đo trên thiết bị thử của nhà sản xuất/nhà cung cấp[1]. Các giá trị này được đo theo phương hướng kính tại thân ổ trục trên một điểm vận hành duy nhất ở tốc độ định mức (± 5%) và lưu lượng định mức (± 5%) khi vận hành không có khí xâm thực.

Bảng 1 – Rung khốc liệt lớn nhất cho phép

Bố trí bơm	Kiểu bơm	Các giá trị quân phương (rms) lớn nhất của tốc độ rung, mm/s
		h ≤ 225	h > 225
Bơm có bệ đỡ cứng	Bơm trục ngang	3,0	4,5
Bơm có bệ đỡ mềm	Bơm trục ngang	4,5	7,1
Tất cả	Bơm trục đứng	7,1

Trong Bảng 1, h là chiều cao tâm của bơm và một bệ đỡ cứng là bệ đỡ mà tần số riêng thấp nhất của máy phối hợp và hệ thống đỡ theo chiều đo ít nhất phải cao hơn tần số quay là 25%. Bất cứ bệ đỡ nào khác được xem là bệ đỡ mềm.

Nhà sản xuất/nhà cung cấp phải xác định cấp cân bằng quy định để đạt được mức rung chấp nhận được trong các giới hạn quy định trong tiêu chuẩn này.

CHÚ THÍCH: Để làm tài liệu tham khảo, yêu cầu này thường có thể đạt được bằng sự cân bằng phù hợp với cấp G 6.3 của ISO 1940-1.

Các giá trị đã được lọc đối với tần số quay và tần số hành trình của lá cánh có thể thấp hơn các giá trị cho trong Bảng 1.

Bơm có bánh công tác đặc biệt, ví dụ bánh công tác có một rãnh, có thể vượt quá các giới hạn cho trong Bảng 1. Trong trường hợp này, nhà sản xuất/nhà cung cấp nên chỉ ra đặc điểm này trong tài liệu chào hàng của mình.

4.3.2.3. Bơm trục đứng

Các số đọc về rung phải được lấy trên mặt bích trên đỉnh của bộ dẫn động được lắp trên các bơm trục đứng có khớp nối trục cứng và gắn với ổ trục trên đỉnh của các bơm trục đứng có khớp nối trục mềm.

Các giới hạn rung đối với các bơm có lắp ổ lăn và ổ trượt không được vượt quá các giới hạn rung khốc liệt đã cho trong Bảng 1 khi được đo trên thiết bị thử của nhà sản xuất/nhà cung cấp ở tốc độ định mức (± 5%) và lưu lượng định mức (± 5%) trong quá trình vận hành không có khí xâm thực.

4.4. Bộ phận chịu áp lực

4.4.1. Áp suất/nhiệt độ định mức

Nhà sản xuất/nhà cung cấp phải xác định rõ áp suất làm việc lớn nhất cho phép ở các điều kiện vận hành cao nhất. Không có trường hợp nào áp suất làm việc lớn nhất cho phép của bơm (vỏ và nắp bơm bao gồm cả thân vòng bít trục và nắp chặn vòng bít/tấm chặn đầu mút) vượt quá áp suất của các mặt bích của bơm (xem 4.5.2).

Đối với các bơm tuân theo ISO 2858, phải áp dụng các yêu cầu sau:

a) Áp suất thiết kế cơ sở của bơm ít nhất phải là áp suất theo áp kế 16 bar ở 20°C khi bơm được chế tạo bằng gang, gang dẻo, thép cacbon hoặc thép không gỉ;

b) Đối với các vật liệu mà các yêu cầu về độ bền kéo không cho phép đạt tới trị số 16 bar, thì áp suất/nhiệt độ định mức phải được điều chỉnh theo nhiệt độ gây ứng suất đối với vật liệu và phải được nhà sản xuất/nhà cung cấp công bố rõ ràng.

4.4.2. Chiều dầy thành

Các vỏ chịu áp lực bao gồm cả thân vòng bít kín trục và nắp mặt mút của vòng bít phải có chiều dày sao cho thích hợp với việc chịu áp lực và hạn chế sự biến dạng trong điều kiện áp suất lớn nhất cho phép ở nhiệt độ vận hành.

Các chi tiết vỏ phải thích hợp với áp suất thử thủy tĩnh (xem 6.3.3) ở nhiệt độ môi trường xung quanh.

Các chi tiết chịu áp lực phải có lượng dư cho ăn mòn là 3 mm khi có yêu cầu của khách hàng.

4.4.3. Vật liệu

Vật liệu để chế tạo các bộ phận, chi tiết chịu áp lực phải tùy thuộc vào chất lỏng được bơm và ứng dụng của bơm (xem Điều 5).

4.4.4. Đặc điểm cơ khí

4.4.4.1. Sự tháo lắp

Trừ các bơm trục đứng truyền động nhiều ổ trục và các bơm nhiều bậc có tiết điện hình vòng, bơm phải được thiết kế để cho phép tháo được bánh công tác, trục, vòng bít kín trục và cụm ổ trục mà không phá vỡ các mối nối mặt bích tại đầu vào và đầu ra. Đối với bơm hút không có kết cấu kéo ra ở phía sau thì nhà sản xuất/nhà cung cấp phải công bố đặc điểm này.

4.4.4.2. Kích vít

Khi sử dụng kích vít làm phương tiện để tách các mặt tiếp xúc của vỏ bơm ra thì một trong các mặt đối tiếp phải có gờ nổi (được khỏa mặt hoặc xoi rãnh) để tránh khả năng tạo ra sự rò rỉ hoặc lắp ghép không đúng các bề mặt đối tiếp. Phải có một số lượng đủ các kích vít để bảo đảm cho các chi tiết có thể được tách ra mà không cần đến lực quá lớn hoặc có thể gây hư hỏng cho các chi tiết. Nên tránh sử dụng các vít có đầu rỗng nếu có thể.

4.4.4.3. Áo bọc

Áo bọc để gia nhiệt hoặc làm mát vỏ bơm hoặc cụm vòng bít hoặc cả hai là tùy chọn. Áo bọc phải được thiết kế cho áp suất làm việc ở nhiệt độ 170°C ít nhất phải là 6 bar. Trong một số ứng dụng, có thể cần phải thiết kế các áo bọc sưởi nóng tới áp suất 16 bar ở 200°C (đối với hơi nước) hoặc tới 6 bar ở 350°C (đối với dầu truyền nhiệt).

4.4.4.4. Đệm kín của vỏ bơm

Đệm kín của vỏ bơm phải được thiết kế thích hợp với điều kiện áp suất thử thủy lực của bơm. Đối với các vỏ bơm tháo được theo phương hướng kính, các đệm kín giữa nắp và vỏ bơm phải được hạn chế với phía khí quyển bên ngoài để ngăn ngừa sự bung ra.

4.4.4.5. Sự thông hơi

Bơm vận chuyển một chất lỏng ở áp suất gần với áp suất hơi của nó hoặc có hàm lượng khi phải được thiết kế sao cho hơi có thể được thoát ra hoàn toàn.

4.4.4.6. Mối ghép bu lông bên ngoài

Các bu lông hoặc vít cấy nối ghép các phần của vỏ bơm chịu áp lực lại với nhau, bao gồm cả thân vòng bít kín trục phải có đường kính tối thiểu là 12 mm (ren hệ mét theo ISO). Nếu do sự hạn chế về không gian mà không thể dùng được bu lông hoặc vít cấy đường kính 12 mm thì có thể sử dụng các bu lông hoặc vít cấy có đường kính nhỏ hơn.

Mối ghép bu lông được lựa chọn (cấp đặc tính bền) phải thích hợp với áp suất làm việc lớn nhất cho phép của bơm và quy trình xiết chặt thông thường. Nếu tại một số điểm nào đó cần thiết phải sử dụng chi tiết kẹp chặt có chất lượng đặc biệt thì các chi tiết kẹp chặt dễ đổi lẫn cho các mối ghép khác cũng phải có cùng một cấp chất lượng đặc biệt nêu trên. Nên tránh sử dụng các vít có đầu rỗng, nếu có thể.

4.4.4.7. Gối đỡ vỏ bơm dùng cho nhiệt độ cao

Đối với các ứng dụng ở nhiệt độ cao vượt quá 175°C, nên có sự quan tâm thích đáng tới việc đỡ vỏ bơm tại đường tâm.

4.5. Ống nối (vòi phun) và ống nối khác

4.5.1. Phạm vi

Trong tiêu chuẩn này, thuật ngữ ống nối và vòi phun là đồng nghĩa. Điều này có liên quan đến tất cả các chi tiết nối dẫn chất lỏng tới bơm dùng cho vận hành và bảo dưỡng.

4.5.2. Các ống nối đầu vào và đầu ra

Đối với các bơm hút, các ốn nối đầu vào và đầu ra phải có mặt bích và được thiết kế với cùng một áp suất định mức. Đối với các kiểu bơm khác nhau (ví dụ, bơm nhiều bậc), cho phép các áp suất định mức khác nhau đối với các ống nối đầu vào và đầu ra, trong trường hợp này nhà sản xuất/nhà cung cấp phải công bố rằng đây là yêu cầu này được nhấn mạnh là để giảm áp suất.

4.5.3. Các đầu nối cho thông hơi, lắp áp kế và xả

Phải có phương tiện để thông hơi cho tất cả các khu vực của vỏ bơm và khoang vòng bít và khoang vòng bít được chế tạo có tự thông hơi bằng cách bố trí các ống nối.

Phải có phương tiện để nối các ống đầu vào và đầu ra nhưng các mối nối này không được khoan trước khi có quy định trong thư hỏi cho đặt hàng hoặc đơn đặt hàng

Phải có phương tiện để xả tại điểm thấp nhất hoặc các điểm của bơm. Thư hỏi cho các đặt hàng và/hoặc đơn đặt hàng cần trình bày các mối nối này cần được khoan và được lắp với nút bịt kín hoặc các cửa chắn khác.

4.5.4. Cửa chắn

Vật liệu chế tạo các cửa chắn sử dụng trong vận hành (dạng mút, mặt bích đặc,v.v…) phải thích hợp với chất lỏng được bơm. Phải chú ý đến sự thích hợp của phối hợp vật liệu để chống lại sự ăn mòn và giảm tới mức tối thiểu rủi ro về kẹt hoặc mài mòn ren vít.

Tất cả các lỗ tiếp xúc với chất lỏng có áp được bơm, bao gồm cả các lỗ của vòng bít kín trục phải được lắp với các cửa chắn tháo được thích hợp với áp suất chất lỏng.

4.5.5. Mối nối ống phụ

Tất cả các mối nối của ống phụ phải đáp ứng với các yêu cầu về tính tương hợp của vật liệu, kích thước và chiều dày như quy định đối với đường ống phụ (xem 4.13.6).

Đường ống phụ phải được cung cấp các mối nối tháo được để cho phép tháo dỡ dễ dàng. Kiểu mối nối phải theo thỏa thuận. Trong bất cứ trường hợp nào, các mối nối có đường kính bằng hoặc lớn hơn 25 mm phải có mặt bích.

4.5.6. Nhận dạng mối nối

Tất các mối nối phải được nhận dạng trên bản vẽ lắp đặt phù hợp với nhiệm vụ và chức năng của chúng. Sự nhận dạng này nên được áp dụng trên bơm.

4.6. Ngoại lực và momen trên các mặt bích (đầu vào và đầu ra)

Khách hàng phải tính toán các lực và momen do đường ống tác dụng lên bơm và kiểm tra bảo đảm rằng chúng không vượt quá các giá trị cho phép. Nếu các tải trọng cho phép thì cách giải quyết vấn đề phải được thỏa thuận giữa khách hàng và nhà sản xuất/nhà cung cấp.

Nên sử dụng phương pháp cho trong phụ lục B đối với các bơm có các khớp nối trục mềm trừ khi có phương pháp khác được thỏa thuận giữa khách hàng và nhà sản xuất/nhà cung cấp.

4.7. Mặt bích của ống nối

Hình bao của mặt bích phải có kích thước để có thể lắp mặt bích phù hợp với phần liên quan của ISO 7005 đã cung cấp. Nếu mẫu tiêu chuẩn của các nhà sản xuất bơm đòi hỏi chiều dầy và đường kính của mặt bích lớn hơn chiều dày và đường kính quy định thì có thể cung cấp mặt bích lớn hơn nhưng nó phải được gia công bề mặt và khoan lỗ theo quy định. Phải bảo đảm sự tiếp xúc và tựa chắc chắn của đầu bu lông và/hoặc đai ốc trên mặt sau các mặt bích đúc. Các lỗ lắp bu lông phải gối lên đường tâm.

4.8. Bánh công tác

4.8.1. Thiết kế bánh công tác

Có thể lựa chọn các bánh công tác có kết cấu kín, nửa hở hoặc hở theo ứng dụng. Các bánh công tác đúc hoặc hàn phải có kết cấu gồm một chi tiết, trừ các vòng bù độ mòn.

Cho phép chế tạo các bánh công tác bằng các công nghệ khác trong các trường hợp đặc biệt, nghĩa là đối với các chiều rộng cửa ra của bánh công tác nhỏ hoặc bánh công tác được chế tạo từ vật liệu đặc biệt. Tuy nhiên yêu cầu này cần có sự thỏa thuận với khách hàng.

4.8.2. Kẹp chặt bánh công tác

Bánh công tác phải được kẹp chặt chống xoay và dịch chuyển theo chiều trục khi quay theo chiều đã quy định.

4.8.3. Điều chỉnh chiều trục

Nếu có yêu cầu điều chỉnh khe hở chiều trục của bánh công tác tại hiện trường thì phải cung cấp các phương tiện điều chỉnh từ bên ngoài. Nếu việc điều chỉnh được thực hiện bằng cách dịch chuyển chiều trục của rô to phải chú ý đến ảnh hưởng nguy hiểm có thể có đối với vòng bít cơ khí (xem 4.11.6)

4.9. Vòng bù độ mòn hoặc chi tiết tương đương

Nên lắp các vòng bù độ mòn khi thích hợp. Khi đã được lắp, các vòng bù độ mòn phải có khả năng phục hồi hoặc thay thế mới và được khóa hãm chắc chắn để ngăn ngừa chuyển động quay.

4.10. Khe hỡ vận hành

Khi xác lập các khe hở vận hành các bộ phận tĩnh tại và chuyển động phải quan tâm đến các điều kiện vận hành và tính chất của vật liệu (như độ cứng, độ bền chống tróc rỗ) được sử dụng cho các bộ phận này. Khe hở phải đầy đủ kích thước để ngăn ngừa sự tiếp xúc trong các điều kiện vận hành và sự phối hợp vật liệu được lựa chọn phải giảm tới mức tối thiểu rủi ro xảy ra sự kẹt dính và xói mòn.

4.11. Trục và ống lót trục

4.11.1. Yêu cầu chung

Trục phải có đủ kích thước và độ cứng vững để:

a) Truyền được công suất định mức của động cơ chính;

b) Giảm thiểu sự bít kín không đạt yêu cầu hoặc chất lượng vòng bít;

c) Giảm thiểu sự mài mòn và rủi ro của sự kẹt và

d) Tính đến một cách thỏa đáng các tải trọng hướng kính tĩnh và động, tốc độ tới hạn (xem 4.3.1), các phương pháp khởi động và tải trọng quán tính gây ra.

[1] Liên quan đến ISO 10816-3 chỉ dùng cho các phép thử ở hiện trường

Xem lại: Đặc tính kỹ thuật của bơm ly tâm - Cấp II - Phần 2

Xem tiếp: Đặc tính kỹ thuật của bơm ly tâm - Cấp II - Phần 4